虚拟带库的一点认识

思考的牛

什么是虚拟带库(Virtual Tape Library，VTL)呢?虚拟带库就是以磁盘作为自身存储介质，并能仿真为物理磁带库的产品。简单的说，虚拟带库产品就是将磁盘空间虚拟为磁带空间，能够在传统的备份软件上实现和传统磁带库同样功能的产品。

　　传统的磁带库的存储介质为磁带，单盘磁带的最大容量现在可以达到400GB(非压缩)，磁带的优势是可以集中的保存，数据的移动比较方便，但是磁带介质不是非常稳定，容易受粉尘、湿度、磁粉、粘连、霉点等因素的影响，出现读写错误，对保存环境的要求比较高。带库里面的机械手和驱动器属于精密机械设备，经常容易发生故障，速度比较慢，恢复时间比较长。

　　鉴于传统磁带的这些缺陷，虚拟磁带库的概念早在10余年前即已被IBM，StorageTek等著名存储厂商所采用。然而，由于技术和市场的原因，市场认知度一直很低。而在近些年，磁盘技术快速发展，出现了多种类型磁盘(SCSI、FC、ATA、SATA)，使单位容量磁盘存储的价格急剧下降，进而使磁盘阵列作为备份设备的应用也愈加广泛，虚虚拟带库产品也越来越成为备份市场的焦点。

　　虚拟带库产品将使用磁盘做为存储介质，使用软件在逻辑上将磁盘存储系统(包括SCSI或者光纤阵列或者SAN存储网络等)虚拟为传统的磁带库设备，自动的在逻辑上实现机械手，驱动器的功能，磁盘存储系统的RAID，镜像等功能可以从底层保护备份的数据。虚拟磁带库能够和各大厂家的备份软件无缝的兼容，实现许多高级的备份功能，最大程度上保护用户的数据。

　　虚拟带库产品的实现可以大致分为三种方式。

　　第一，纯软件方式，即将磁带库模拟软件直接安装在备份服务器上，把备份服务器的文件系统分区模拟成磁带库，从而使备份软件以磁带库方式使用磁盘文件系统，目前有厂家在备份软件里面集成了类似的产品。这种方式磁盘本质上仍然在线，而且对备份主机的负担比较大，使用的环境有局限性，优点是成本比较低。

　　第二种，专用服务器级虚拟磁带库方案，该方案实际上是另外一种虚拟带库产品的软件实现方案，通过把虚拟磁带库管理软件安装在一台独立的专用服务器内，而将该服务器及所连接的磁盘存储设备模拟成磁带库。这种方案的特点是速度比较快，而且数据受主机的影响小，不足是需要利用一台的服务器作为虚拟磁带库管理器，系统优化性略低。

　　第三，专用控制器级集成虚拟磁带库设备方案，将磁带库模拟管理软件固化在特别设计的硬件设备中，就形成了专用的虚拟磁带库设备，这种设备需要配置一定数量和类型的主机接口和后端存储磁盘阵列接口。专用的虚拟磁带库设备硬件结构与不同于服务器，设计采用了精简的硬件模块和精简的操作系统内核(一般为Linux内核)，并且充分考虑了与主机及存储设备的连接能力。

　　专用的虚拟带库产品的出现标志着虚拟磁带库技术终于突破了操作系统和PC服务器架构的限制，使虚拟磁带库真正成为了一种独立的外设，其使用方式也更接近普通磁带库，而其优越性能也体现得更加充分。

　　如果用户需要的仅仅是将虚拟带库做为备份缓存，就是说先将数据备份到虚拟带库上，再当备份服务器空闲的时候，将虚拟带库的备份数据转移到物理的磁带库上，而且应用的负载不大，PC或者服务器可以同时承担备份服务器和虚拟带库两种功能的情况下，用户可以使用这种成本比较低廉的方案。

　　如果用户对第一种方案的备份性能不满意，或者用户的负载稍微大一点，那么我们可以采用第二种的虚拟方式，将备份服务器和虚拟带库分开，使用一台单独的服务器作为虚拟带库，在这种方式下，数据直接以数据块的方式存放，顺序读写，性能比较良好。这种方式适合于数据量不大，有一定负载的备份情况下，这种方式和第一种方式的备份原理相似。

　　最后一种专用控制器设备的虚拟方式，容量一般可以达到几十TB以上，适合整个数据中心的备份。我们建议2TB容量以上数据备份都选用这种虚拟方式，虽然这种虚拟带库产品增加了一些成本，但是由于有高阶的光纤磁盘阵列作为后端存储，效能和可靠性都很高，而且扩展能力很强，也能实现集中存储。